Delovne točke toplotne črpalke

[damo]

Nekaj mi ni jasno pri kondenzaciji (teorija in praksa), pa upam, da mi kdo tukaj pomaga razjasniti zadeve.

V prilogi je graf, kjer sta narisana 2 procesa z različnimi pogoji kondenzacije:

1. kondenzacija 50C, podhladitev 25C
2. kondenzacija 30C, podhladitev 5C

Recimo, da je toplotni izmenjevalec priklopljen na talno gretje z izhodno temperaturo 25C. V obeh je na izhodu plin ohlajen na 25C, in podhlajen (torej v celoti kondenziran). Če gledam izračunane podatke, mi v primeru 1 izračuna COP=3,77 v drugem primeru pa 5,39. Se pravi, moja želja je delovanje bolj proti drugem režimu.





Kaj mi določa temperaturo oz. tlak kondenzacije? Kako zagotoviti čimnižji kondenzacijski tlak (in s tem čimvečji cop)?

hvala za odgovore!

[damo]

Jože, Sapo ?

[glavca1]

Živjo

Časovno bolj na psu tako da ni ravno časa...


S čim manjšo temperaturno razliko med uparjanjem in kondenzacijo Podklajevanje naj bo cca 5-7C, kar je več je nima smisla...

l.p. Jože

[Gost]

Če prav razumem vprašanje – temperaturo oz. tlak kondenzacije ti določa želena temperatura odjema (porabnika toplote). Cilj (čim nižji kondenzacijski tlak) boš torej dosegel s čim nižjo zahtevano temperaturo uporabne toplote – to je torej to, kar bi načeloma moralo biti vsem, ki slišijo besedo 'toplotna črpalka' jasno že od samega začetka – za večjo učinkovitost rabiš čim nižjo temperaturo toplotnega odjema! Višjih temperatur, kot so zahtevane pač ne proizvajaš in to je to.
Z drugimi besedami – če ti zadošča nižji dT oz. dp, potem iz tega izhaja, da se bo kompresor 'manj matral' oz. bo 'več počival'. To pa pomeni manjšo porabo elektrike in s tem večji COP. Kolikor namreč sam razumem logiko delovanja TČ, ta deluje, dokler ji neka 'pamet' daje komando, da obstaja potreba po toploti (odjem toplote). Ko odjema zmanjka oz. se zmanjša (oz. je 'proizvodnja' toplote prevelika), prične naraščati temperatura v kondenzatorju. In če ni potreb po toploti (ker jih je npr. zadovoljila že dobavljena nizkotemperaturna toplota), se lahko ob naraščanju temperature, TČ pač izklopi. In to je to. V prvem primeru se to zgodi pri zahtevani temperaturi 50 °C, v drugem pri 30 °C. Kakšne entalpije so v katerem primeru in kaj iz tega sledi, pa vidiš iz diagrama…

[snake]

Ne vem, če sem najbolj poklican za "pravi" odgovor, sem pa se s tem poskušal ukvarjati pred nekaj leti. COP je odvisen, kot je bilo že napisano, od dobljene in vložene energije: uparjanja, kondenzacije, kompresorja...to veste že vsi tukaj.

Če poskusim malo razložiti moje gledanje SAMO na kondenzacijski/topli strani je odvisno od (nekatere stvari so med seboj precej povezane/odvisne):
- Temperature vode v sistemu.
- Točke kondenzacije.
- Tlaka in vrste plina.
- Velikosti izmenjevalca (swep-a).
- Tip izmenjevalca (ne samo od velikosti). Tukaj se gre swep "veliko" znanost! Če drži v celoti pa ne vem!
- Pretok medija/vode/plina skozi izmenjevalnik (to se do sedaj ni kaj dosti obravnavalo). Zato zadnje ima swep tudi program, ki ti te zadeva izračunava glede na TIP izmenjevalca, velikost izmenjevalca, pretoke, temperature... Ko sem to poskušal se je kazalo, da je to precej odvisno tudi od TIPA IZMENJEVALCA... Ko pa sem spraševal "prave" strokovnjake so dejali, da je vse to teško zajeti v praksi/teoriji.
- še od česa...

Potem sem "vrtel" še nekaj programov za simulacijo celotnega procesa (pozabil kateri so bili...). Dajali so kar "neke" dovolj dobre slike realnega stanja prakse. Težave so bile predvsem v tem, da nisem uspel dovolj "natančno" določiti parametrov, ki jih je zahteval program.

Če boš zadel velikost uparjalnika in kondenzatorja si po moje rešil večina stvari!
Se pa sedaj postavlja vprašanje PRAVE velikosti, ali ne?

Ne vem, če bo kaj pomagalo "damo"?

[glavca1]

Velikost v privat življenju nima velike veze (razen v spalnici ), ker finančno tako nima vpliva kot v proizvodnji kjer šparajo za vsak gram materiala.

Zlato pravilo, navzdol gre, navzgor ne. Večji izmenjevalec je vedno boljši (in malenkost dražji).

Če bo kondenzator premajhen bo narastla temperatura na izhodu kompresorja (dishcharge)preko 100C, kar lahko rešiš z večjim kompresorjem (višji tlak) ali pa zmanjšaš moč uparjanja - ventilator. Uprajalnik ni nikoli prevelik, sploh v prehladnih zimskih dneh. Zmanjšati moč tudi ni nobena znanost z zmanjašnjem moči ventilatorja.

Kako točno vse skupaj deluje je bolj ali manj vse v oblahih in bolj stvar prakse kot teorije saj lahko malenkstne spremembe v sistemu precej prinesejo k trajnosti sistema in prihranku energije. Teoretično se je potrebno samo podhladit zadevo za cca 5 C in enko predgreti (zakaj je bilo že večkrat opisano), kako pa to naredit učinkovito brez spremenljive moči kompresorja je prava znansost za razliko od TČ voda-voda, kjer imamo bolj ali manj stalne temp. pogoje in ni nobenih težav z defrostom.

l.p. Jože

[kruster]

Tako kot so že moji predhodniki navedli je tlak - temperatura kondenzacije (ali na drugi strani uparjanja) odvisna od velikosti menjalnika toplote ; njegove površine in kar je najbolj bistveno, od temperature medija , kateremu oddajamo toploto.
Primer: segrevamo vodo za talno gretje iz 22 na 30°C - z primernim toplotnim prenosnikom je temperatura kondenzacije 32°C oziroma cca 20bar
toploto jemlemo iz podtalnice 10°C , uparjanje je cca 5°C ali 9.5bar
kompresor premaguje tlačno razliko 10.5bar

primer:segrevamo vodo za radiatorje iz 35na 55°C - kondenzacija je 58°C ali 38bar
toploto jemljemo iz zraka -5°C, uparjanje je -15°C ali 5bar
kompresor premaguje tlačno razliko 33bar


Toplotno črpalko in njen "izkoristek" si je najlažje predstavljat kot navadno črpalko za vodo , ki prečrpava vodo v prvem primeru iz plitkega vodnjaka na nizko višino recimo v malo višje ležeči bazen, tu porabi sorazmerno malo energije za določeno prečrpano količino vode (premaguje majhno tlačno višino npr. 2bar)
V drugem primeru pa črpamo vodo iz globoke vrtine in jo potiskamo na vrh visoke stolpnice, tu pa za isto količino prečrpane vode porabimo veliko več energije (tlačna višina visoka npr. 15bar).

[mehatroncek]

Mislim, da na točko kondenzacije in uparjanja vpliva le tlak polnitve hladiva v sistemu - fizikalna lastnost posameznega hladiva. Glede na željene temperature kondenzacije in uparjanja je iz ustreznih tabel posameznega hladiva mogoče razbrati ustrezen tlak točke uparjanja naprimer pri pri 5 stopinjah in ustrezen tlak točke kondenzacije pri 55 stopinjah. Obstajajo tudi regulatorji tlaka med uparjalno in kondenzacijsko stranjo. Delno se količina uparjanja in s tem tlak v uparjalniku regulira še z ekspanzijskim ventilom. Velikost uparjalnika, kondenzatorja in kompresorja določajo le moč TČ. Če bi bile točke uparjanja in kondenzacije odvisne od velikosti uparjalnika, kondenzatorja in moči kompresorja potem ne bi morali izvesti poljubnega razpona uparjanja, kondenzacije pri različnih močeh TČ

Ker sem sam pred enako dilemo podajam le svoje razmišljanje, za katerega pa nisem siguren če je v pravi smeri

[sassapo]

Pri pravilno delujoči TČ, temperatur kondenzacije in uparjanja ni možno spreminjat, je 100% odvisna od temperatur vira in želene temperature. Sami lahko vplivamo na izkoristek s pravilno izbranimi komponentami, plinom, pravilnim polnjenjem, pravilno sestavljenimi komponentami...
Ps. nastavljanje TEX ventila nima nobene veze s kondenzacijo in uparjanjem, če ne veš kaj počneš ne premikaj

[glavca1]

jop, da si lažje predstavljašt...

Naloga exspanzijskega ventila je, da se vsa tekoča faza upari. Koliko jo bo je odvisno od velikosti uparjalnika, moči kompresorja, zunanje temperature....in še, in še... Praktično je neke vrste regulacijski tlačni ventil ki na podlagi tlaka in temperature na izstopu (predgretja) določi kdaj je vsa tekočina uparjena. To je še posebej pomembno, ker bi sicer ob tekoči fazi uničil kompresor.

Na ekspanzijskem ventilu se ne nastavlja temperatura uparjanja ampak predgretje. Tovarniško je nastavljen na cca 5-7K. Sicer so zraven vedno tudi navodila. Moč sistema (pretok hladiva) pa spreminjamo z večanjem šobe na ekspanzijskem ventilu. Še enkrat. Pri zunanji temperaturi 7C bo recimo tlak uparjanja pri 0C, pri -20 zunanje pa recimo -27C. Kakšen tlak si lahko pogledate iz tabele hladiv. To so osnove, vse ostalo je piljenje in cela znanost. Kondenzacije ni smisla regulirat (sicer se največkrat sama) ker crkne ventilator ali črpalka za vodo)in jo tako pri hlajenju kot gretju vedno tiščimo navzdol - na čimnižjo, seveda narašča s željeno temperaturo, kar posledično pomeni večje dušenje ekspanzijskega venila in slabši izkoristek....

Izkoristek je pri ni9žjih temperaturah slabši zaradi nižjega tlaka uparjanja. Pri manjšem tlaku imamo manjšo maso uparjenega plina (P*V=m*R*T) in stem panjšo delo pri uparjanju in kondenzaciji ( A=m*c)...

Če kdo rabi kaj materjala za samogradnjo, bom moral počasih pospravit delavnico,,,, Na zalogi kar nekaj ekspanzijskih, nepovratnih, EM ventilov.... ),
en nov manjši ploščati izmenjevalec...lahko pod zasebno pa se zmenmo...

l.p. Jože

[mehatroncek]

Kaj se tiče uparjanja in kondenzacije, mislim, da je ta še vedno odvisna samo od tlaka. Naprimer, če vzamemo za hladivo vodo je točka uparjanja/kondenzacije pri tlaku 1 Bar - 100 C. Se pravi, če vodno paro hladimo in ji s tem odvzamemo toploto v kondenzatorju z medijem-vodo 70, 80 ali 90 stopinj, bo točka kondenzacije pri tlaku 1 Bar vedno 100 stopinj. Pri tem bo para v trenutku kondenzacije pri 100 C, oddala specifično toploto in glede na njeno količino zagrela drugi medij za nek delta T. Recimo 5 C. To se pravi, da bo voda ki jo ogrevamo imela po izstopu iz kondenzatorja 75, 85 oziroma 95 stopinj odvisno od vstopne temparature navedeno zgoraj. Je pa res, da bi v prvem primeru podhladili kondenzirano vodo iz 100 na 75, stopinj, v drugem na 85 in v tretjem na 95 stopinj. Najboljši izkoristek sistem bi imeli seveda v zadnjem primeru, kjer bi bilo podhlajevanje optimalno delta T 5 C, s čimer omogočamo, da po kandenzaciji dobimo 100 kapljevino - večje podhlajevanje ni potrebno. Če bi hoteli, da bi voda kondezirala pri 80 C, to ne moremo nikakor zagotoviti s temparaturo vstopnega medija v kondenzator na katerega prenašamo toploto ampak le z zniževanjem tlaka. Vemo da voda na triglavi zavreje pri nižji temparaturi od 100 c, ker je tam manjši tlak in se posledično spusti tudi točka uparjanja/kondenzacije. Se pravi če bi hoteli segreti vodo v izmenjevalcu-kondenzatorju iz 80 na 85 stopinj, bi bilo naučenkovitejše, če bi v njem ustvarili tolikšni podtlak da bi le ta kondenzorala pri 90 C, s čimer bi zagotovili podhlajevanje 5 C. Vrejetno velja enako razmišlanje za ostala hladiva, le da so njihove točke uparjanja in kondenzacije pri temparaturah našega bivalnega okolja. Kaj se tiče ekspanzijskega ventila je vse razloženo na:

http://www.danfoss.com/NR/rdonlyres/A0B ... entili.pdf

Je pa tudi res, da sem pred samograditvijo TČ, pridobil že predračun za material, predvsem pa me muči točna nastavitev kondenzacije. Sicer vem kako bi moral imeti ne vem pa kako jo zagotoviti. Problem je namreč v tem da bi bilo tlak najbolje regulirati s komompresorjem, vendar koliko vem se ta le vklaplja in izklaplja. Ko dela dela maksimalno - maksimalni tlak ???

Prilagam še spisek materiala s cenikom za mojo predvideno TČ voda(8C)/voda(45/55C)/12kW. Sem gledal tudi nekaj na Ebayu v rangu 2500€ 8-10kW dp 4000€ 10-13 kW + poštnina 170 €.

http://shop.ebay.de/gockelmann007/m.htm ... pos=&gbr=1

V kolokor bi se odločil za samogradnjo, prosim tudi za kake nasvete predvsem v zvezi setavljanja komponent. Nekaj prakse z lotanjem imam, sem pa elektronik ne strojnik. Majstra za polnjenje s plimo tudi imam.

Jože prosim, če pregledaš ponudbo in podaš kake nasvete ter če bi se našla kaka ekvivalentna komponenta iz tvoje garaže se lahko tudi kaj dogovorimo.

Pa še to izračun komponent sem naredil s programom select 7.

[sassapo]

Kaj se tiče uparjanja in kondenzacije, mislim, da je ta še vedno odvisna samo od tlaka. Naprimer, če vzamemo za hladivo vodo je točka uparjanja/kondenzacije pri tlaku 1 Bar - 100 C. Se pravi, če vodno paro hladimo in ji s tem odvzamemo toploto v kondenzatorju z medijem-vodo 70, 80 ali 90 stopinj, bo točka kondenzacije pri tlaku 1 Bar vedno 100 stopinj. Pri tem bo para v trenutku kondenzacije pri 100 C, oddala specifično toploto in glede na njeno količino zagrela drugi medij za nek delta T. Recimo 5 C. To se pravi, da bo voda ki jo ogrevamo imela po izstopu iz kondenzatorja 75, 85 oziroma 95 stopinj odvisno od vstopne temparature navedeno zgoraj. Je pa res, da bi v prvem primeru podhladili kondenzirano vodo iz 100 na 75, stopinj, v drugem na 85 in v tretjem na 95 stopinj. Najboljši izkoristek sistem bi imeli seveda v zadnjem primeru, kjer bi bilo podhlajevanje optimalno delta T 5 C, s čimer omogočamo, da po kandenzaciji dobimo 100 kapljevino - večje podhlajevanje ni potrebno. Če bi hoteli, da bi voda kondezirala pri 80 C, to ne moremo nikakor zagotoviti s temparaturo vstopnega medija v kondenzator na katerega prenašamo toploto ampak le z zniževanjem tlaka. Vemo da voda na triglavi zavreje pri nižji temparaturi od 100 c, ker je tam manjši tlak in se posledično spusti tudi točka uparjanja/kondenzacije. Se pravi če bi hoteli segreti vodo v izmenjevalcu-kondenzatorju iz 80 na 85 stopinj, bi bilo naučenkovitejše, če bi v njem ustvarili tolikšni podtlak da bi le ta kondenzorala pri 90 C, s čimer bi zagotovili podhlajevanje 5 C. Vrejetno velja enako razmišlanje za ostala hladiva, le da so njihove točke uparjanja in kondenzacije pri temparaturah našega bivalnega okolja. Kaj se tiče ekspanzijskega ventila je vse razloženo na:

http://www.danfoss.com/NR/rdonlyres/A0B ... entili.pdf

Je pa tudi res, da sem pred samograditvijo TČ, pridobil že predračun za material, predvsem pa me muči točna nastavitev kondenzacije. Sicer vem kako bi moral imeti ne vem pa kako jo zagotoviti. Problem je namreč v tem da bi bilo tlak najbolje regulirati s komompresorjem, vendar koliko vem se ta le vklaplja in izklaplja. Ko dela dela maksimalno - maksimalni tlak ???

Prilagam še spisek materiala s cenikom za mojo predvideno TČ voda(8C)/voda(45/55C)/12kW. Sem gledal tudi nekaj na Ebayu v rangu 2500€ 8-10kW dp 4000€ 10-13 kW + poštnina 170 €.

http://shop.ebay.de/gockelmann007/m.htm ... pos=&gbr=1

V kolokor bi se odločil za samogradnjo, prosim tudi za kake nasvete predvsem v zvezi setavljanja komponent. Nekaj prakse z lotanjem imam, sem pa elektronik ne strojnik. Majstra za polnjenje s plimo tudi imam.

Jože prosim, če pregledaš ponudbo in podaš kake nasvete ter če bi se našla kaka ekvivalentna komponenta iz tvoje garaže se lahko tudi kaj dogovorimo.

Pa še to izračun komponent sem naredil s programom select 7.

predvsem pa me muči točna nastavitev kondenzacije.
Halo, o čem smo govorili zgoraj

Ne vem kdo ti je delal to ponudbo... nekaj komponent ni ok. nekaj, jih pa ne potrebuješ. Če želiš lahko večino dobiš pri meni, za ugodnejšo ceno. Za krmilje pa raje vzemi Carel

[glavca1]

Če malo prilagodiš stvari imam skoraj vse... razen tako velikega swepa, lahko pa narediš dva manjša zaporedno in ti cena ne bo presegla 150€.

Kot ti je Sapo omenil, par stvari sploh ne rabiš...

Sicer večina rabljeno ampak za zanemarljivo ceno napram novim Sploh ob prvi izvedbi je kar škoda kupovat novih komponent, ker so :

1. drage
2. kmalu ugotoviš da so napačne ali pa da jih sploh ne rabiš
3. ker kot vajenec mnogokrat kaj zakuriš... znanje je premosorazmirno z uničenim materjalom


l.p. Jože

Sicer pošlji na JGlavan@siol.net, pa se dogovoriva....
lahko ti tud pokažem klako se lota, pa nafilam kak turboset kisik... da ne boš plačeval 30€ za 10deg lufta...

[mehatroncek]

Kaj se tiče teorije uparjanja/kondenzacije itd... prepuščam to končni analizi, če bo ima pol to sploh še smisel . Se pravi v prvi vrsti je pomembna točna izbira komponent. Sam sem z omemnjenim programom naredil izračun za TČ voda/voda moči cca 12 kW s temp. ogrevanja 55-45 C. V priponki prilagam omenjne komponente, za katere so mi na Empor-u sestavili predrčun. Res je, da so dodali še par komponent za katere sem bil prepričan, da jih je pač potrebno vgraditi. Gre sicer za sarejšo hišo 180m2, z vgrajenimi novmi okni k=1,2, 15 cm izolacija pa pride na vrsto drugo leto. Tako, da bo tudi projekt TČ povsem zaživel drugo let, sedaj le zbiram vse potrebne informacije. Kar se tiče krmiljenja sem razmišljal, da bi ga v celoti izvedel sam z Array-evem krmilnikom glede na svoje potrebe.

Torej se etrinjam z glavca1. "Znanje je premosorazmerno z uničenim materialom"

Ker vem, da bi s prvo izvedbo TČ bolj ali manj šlo res le za ekperimntiranje, seveda ob veliki želji, da bi zadeva kdaj tudi zalaufala se res odločam k sestavlajnju rabljenih komponent. Sem dodal E-mail, tako, da lahko kontaktiramo tudi zasebno.
1290158958_material-za-TC.zip

[sassapo]

Kaj se tiče teorije uparjanja/kondenzacije itd... prepuščam to končni analizi, če bo ima pol to sploh še smisel . Se pravi v prvi vrsti je pomembna točna izbira komponent. Sam sem z omemnjenim programom naredil izračun za TČ voda/voda moči cca 12 kW s temp. ogrevanja 55-45 C. V priponki prilagam omenjne komponente, za katere so mi na Empor-u sestavili predrčun. Res je, da so dodali še par komponent za katere sem bil prepričan, da jih je pač potrebno vgraditi. Gre sicer za sarejšo hišo 180m2, z vgrajenimi novmi okni k=1,2, 15 cm izolacija pa pride na vrsto drugo leto. Tako, da bo tudi projekt TČ povsem zaživel drugo let, sedaj le zbiram vse potrebne informacije. Kar se tiče krmiljenja sem razmišljal, da bi ga v celoti izvedel sam z Array-evem krmilnikom glede na svoje potrebe.

Torej se etrinjam z glavca1. "Znanje je premosorazmerno z uničenim materialom"

Ker vem, da bi s prvo izvedbo TČ bolj ali manj šlo res le za ekperimntiranje, seveda ob veliki želji, da bi zadeva kdaj tudi zalaufala se res odločam k sestavlajnju rabljenih komponent. Sem dodal E-mail, tako, da lahko kontaktiramo tudi zasebno.
1290158958_material-za-TC.zip

imam skoraj nerabljen tebi ustrezen kompresor, če te zanima ga lahko dobiš za 20% cene novega.